籠型轉子和具有凹口的桿的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權利要求1的前序部分所述的籠型轉子、包括籠型轉子的電機以及用于籠型轉子的桿。此外，本發(fā)明還涉及用于制造籠型轉子的方法。
【背景技術】
[0002]這類籠型轉子由WO 2012/041943 A2公知。在該處記載了用于改善籠型轉子的和異步電機的質量的措施，以便克服或減少在此出現(xiàn)的問題。在該處記載了，異步電機的籠型轉子具有在轉子組合疊片中的桿，其中桿能夠在傾斜位置處傾斜。有利地，桿在此能夠如此傾斜，使得其端部能夠朝向籠型轉子的軸線傾斜。因此，在轉子組合疊片的端部區(qū)域中產(chǎn)生了朝向桿的間隙，其中桿在間隙的方向上能夠進行彎曲。也就是說，該間隙實現(xiàn)了轉子桿的端部朝向軸線的彎曲。這具有以下優(yōu)點，即桿能夠屈服于一個力，該力當短路環(huán)在熔化物凝固時收緊并且在籠型轉子的軸線的方向上有力施加到桿上時產(chǎn)生。因此克服以下問題，即當桿不能跟隨在冷卻過程中收縮的短路環(huán)而運動時，在短路環(huán)和桿之間的接觸電阻上升。在桿和短路環(huán)之間的連接位置對于籠型轉子的或者電機的運行數(shù)據(jù)起到?jīng)Q定性作用。對其的改善自動地導致了更好的電數(shù)據(jù)，尤其是效率數(shù)據(jù)。
[0003]基于顯著減少能耗的目的，具有主要意義的是，提供其它的技術貢獻，其單獨、可替換地或者與已知的措施組合來實現(xiàn)具有高效率的電機。

【發(fā)明內容】

[0004]因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種用于具有高效率的電機的籠型轉子。
[0005]該目的通過具有權利要求1的特征的用于電機的籠型轉子來實現(xiàn)。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的用于電機的籠型轉子包括
[0007]-轉子組合疊片，其具有槽；
[0008]-澆鑄在轉子組合疊片的軸向端部處的短路環(huán)，該短路環(huán)具有第一材料；以及
[0009]-桿，該桿布置在槽中并且具有桿端部，
[0010]-其中，桿端部伸入到第一材料中，
[0011 ]-其中，伸入到第一材料中的桿端部具有至少一個凹口。
[0012]該目的還通過具有權利要求10的特征的電機實現(xiàn)。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的電機包括根據(jù)本發(fā)明的籠型轉子。
[0014]該目的還通過具有權利要求11的特征的用于籠型轉子的桿實現(xiàn)。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的桿用于根據(jù)本發(fā)明的籠型轉子。
[0016]此外，該目的通過根據(jù)權利要求12的用于制造籠型轉子的方法實現(xiàn)。
[0017]在用于制造根據(jù)本發(fā)明的籠型轉子的根據(jù)本發(fā)明的方法中，具有至少一個凹口的桿端部能彎曲地布置在槽處。
[0018]有利地，桿端部能夠具有多個凹口。因此，改善了桿端部的能彎曲性并且有利地實現(xiàn)了橫截平面的對于電阻有效的橫截面。因此下面能夠產(chǎn)生用于至少一個凹口的，有利地用于多個凹口的一種凹口。
[0019]通過使桿端部能通過凹口彎曲，根據(jù)本發(fā)明的籠型轉子有利地實現(xiàn)了該目的。因此，在澆鑄了短路環(huán)之后或者期間的凝固時，桿端部能夠有利地跟隨第一材料的收縮而運動，因為通過桿端部處的凹口降低了桿的徑向彎曲力矩，該力矩抵抗在第一材料收縮時作用在桿端部上的力桿。由此，實現(xiàn)了在桿和所澆鑄的短路環(huán)之間的有利連接，該連接導致了在桿和短路環(huán)之間的很小的電阻并進而實現(xiàn)了用于具有高效率的電機的籠型轉子。
[0020]此外，因為桿能夠在熔化物凝固時相應地跟隨第一材料的收縮而運動，有利地實現(xiàn)了在桿和所澆鑄的短路環(huán)之間的機械固定連接。
[0021]桿端部能夠取決于以下力而具有彎曲，該力在第一材料收縮時作用到桿端部上。桿端部此時所遭受的變形能夠是彈性變形。因此有利地，在由于熔化物的凝固而作用的力和桿跟隨凝固的熔化物而運動的路徑之間存在線性關系。
[0022]桿端部的變形能夠是塑性變形。因此，在第一材料收縮時作用的力能夠利用所定義的反作用力來抵消，反作用力在時間上的變化如下地匹配于作用力在時間上的曲線，使得在桿和所澆鑄的短路環(huán)之間實現(xiàn)有利的連接。
[0023]桿在軸向的桿方向上具有從桿端部至另一個桿端部的較大的延伸，其測量為桿長度。橫截平面垂直于軸向的桿方向在桿內部延伸。桿在橫截平面中具有第一桿方向，在該方向上測量桿寬度，并且其具有第二桿方向，在該方向上測量桿高度。
[0024]有利地，桿高度能夠大于桿寬度。此外，桿由此在啟動具有該籠型轉子的電機時具有高效的電阻并且在電機運行時具有低效的電阻。
[0025]有利地，桿能夠相對于第一桿方向是非對稱的。由于桿相對于第一桿方向的非對稱性，用于桿的橫截平面的非對稱幾何形狀能夠如此的選擇，使得桿在啟動具有籠型轉子的電機時具有有利的高效的電阻。該電阻隨著在電機運行時籠型轉子的增大的轉速而以有利的方式變化成低效的電阻。
[0026]桿長度、桿寬度和桿高度是桿的尺寸。桿具有第二材料，其例如能夠是銅。
[0027]桿端部的表面具有凹口，其中凹口從桿的表面開始以一個凹口深度延伸到桿中。因此，凹口具有帶有桿的截面。
[0028]有利地，凹口能夠以很低的耗費來制造。因此凹口能夠以很低的耗費通過鋸進桿來制造。
[0029]在電機運行時，也能夠通過定子的繞組供應電能，并且通過在定子和籠型轉子之間的磁共同作用轉換成機械能。在此，籠型轉子置于轉動中并且在軸處能夠將機械能以轉動運動的方式輸出到機械負載處。
[0030]對于籠型轉子的圍繞轉動軸線的轉動，籠型轉子具有軸，其沿著轉動軸線延伸并且在該軸處固定了轉子組合疊片。轉子組合疊片包括疊片，其從轉子組合疊片的一個軸向端部朝向轉子組合疊片的其它軸向端部層疊地布置。疊片具有用于容納桿的開口，這些開口形成了槽。對于籠型轉子與定子的磁共同作用，籠型轉子具有繞組。繞組包括桿和所澆鑄的短路環(huán)，該短路環(huán)使繞組短路?；\型轉子的繞組的電阻越低、尤其是在電機運行時的有效電阻越低，那么具有籠型轉子的電機的效率就越高。為了實現(xiàn)籠型轉子在電機中的有利的轉動，籠型轉子具有一個桿或者多個其他桿，其中，桿和一個或多個其他桿從轉子組合疊片的一個軸向端部向轉子組合疊片的其它軸向端部延伸，并且在軸向端部處通過澆鑄的短路環(huán)有利地以與桿相同的方式與澆鑄的短路環(huán)電地和機械地相連。在轉子組合疊片的其他軸向端部處，桿和一個或多個其他桿相應地通過其他澆鑄的短路環(huán)有利地以與桿相同的方式在桿端部處與澆鑄的短路環(huán)連接。為了固定桿、固定一個或多個其他桿，澆鑄的短路環(huán)的第一材料能夠穿過槽向其他澆鑄的短路環(huán)延伸。
[0031]軸向方向是平行于轉動軸線的方向，徑向方向是垂直于轉動軸線的方向。如果在徑向方向上遠離轉動軸線，首先觸及槽的槽底并且然后是布置在槽中的桿。
[0032]電機能夠具有用于保護電機的殼體，在殼體中布置有定子，并且轉子能轉動地支承在定子之間?；\型轉子的能轉動的支承能夠通過穿過殼體內的軸承的軸來實現(xiàn)。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的電機除了已經(jīng)描述的優(yōu)點之外還具有其他優(yōu)點，即除了電機的高效率之外，用于在殼體中支承籠型轉子的軸承具有很小的磨損?；谠跅U端部處的凹口，在籠型轉子的對稱的質量分布中的偏差在較大程度上出現(xiàn)在桿端部處。在短路環(huán)處，這能夠有利地在最接近的地方簡單地通過平衡質量來補償，從而實現(xiàn)了籠型轉子的很小的不平衡性。軸承的很小的磨損導致在軸承中的很小的摩擦損失，從而能夠提供具有高效率的電機。
[0034]用于制造根據(jù)本發(fā)明的籠型轉子的根據(jù)本發(fā)明的方法還具有其他優(yōu)點，即桿端部在澆鑄短路環(huán)時有利地是彎曲的。此外，桿端部能夠通過凹口而在熔化物凝固時通過作用力逐步地彎曲，而不妨礙籠型轉子的制造。
[0035]本發(fā)明的有利的設計方案在從屬權利要求中給出。
[0036]因此，根據(jù)本發(fā)明的籠型轉子的設計方案是有利的，其中，桿端部通過至少一個凹口具有比布置在槽的內部的桿部段更強的彎曲。由此，桿端部能夠以較小的桿彎曲跟隨熔化物的收縮而運動。桿能夠有利地支承在槽中。因此能夠實現(xiàn)籠型轉子的較小的不平衡性。這有利地避免了槽中的空置空間，該空間例如在桿的高轉速時引起桿在槽中的移動。因此實現(xiàn)了軸承的較小的磨損。
[0037]桿能夠有利地填充槽。此外，如此使槽的橫截面完全地用于桿，由此實現(xiàn)了有利的低電阻。
[0038]桿能夠有利地布置在槽的槽底中。因此能夠實現(xiàn)槽的橫截面的高填充率，其中第一